JP7763638B2 - Protection system for DC railway substations - Google Patents
Protection system for DC railway substationsInfo
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Description
本発明は、電気鉄道の直流き電線へ電流を流す電鉄用直流変電所において、き電停止が発生した際に変電所の設備を保護するための電鉄用直流変電所(以下、直流変電所と記す)の保護システムに利用して有効な技術に関する。 The present invention relates to technology that can be effectively used in a protection system for a DC railway substation (hereinafter referred to as a DC substation) to protect substation equipment in the event of a power outage at a DC railway substation that passes current to the DC feeder lines of an electric railway.
電気鉄道の直流き電線へ電力を供給する直流変電所においては、保護継電器により常時電流の監視を行い、火災やき電回路での短絡などの事故に伴う電流の急激な増加を捉えることで地絡電流を検出して遮断器の電極を解放させ事故電流を遮断する保護を行なっている。また、火災等の事故が発生した直流変電所のき電区間の切り離しを行なって、隣接する他の直流変電所のき電区間へ事故の影響が及ぶのを防止している。 At DC substations that supply power to electric railway DC feeders, protective relays constantly monitor the current and detect sudden increases in current due to accidents such as fires or short circuits in the feeder circuit, thereby detecting ground fault current and opening the electrodes of the circuit breaker to cut off the fault current. In addition, the feeding section of a DC substation where an accident such as a fire has occurred is isolated to prevent the accident from affecting the feeding sections of other adjacent DC substations.
従来、変電所内で事故が発生した際に当該変電所を切り離し、停電範囲を変電所やその周辺地域にのみ留められるようにした発明として、例えば特許文献1に記載されているものがある。特許文献1の発明は、母線保護継電器が機能を停止している最中に母線事故が発生した場合に、事故の発生を検出して母線連絡遮断器を開放(電流遮断)し、事故が発生したと判定した方の母線に接続されている全ての遮断器を開放するようにしている。 Patent Document 1, for example, describes an invention that isolates a substation when an accident occurs within it, limiting the scope of the power outage to just the substation and its surrounding area. If a busbar accident occurs while the busbar protection relay is not functioning, the invention in Patent Document 1 detects the accident and opens the busbar tie-breaker (interrupts current), opening all breakers connected to the busbar where it is determined that an accident has occurred.
また、直流変電所の保護継電器には、複数の整定値(事故発生と判断する際の電流値)をメモリに記憶しておいて、外部からの指令で整定値を変更する機能を設けているものがある。整定値は、低く設定していると通常の車両の力行運転で誤動作してしまう恐れがある一方、高く設定していると、事故電流を検知できない恐れがあるため、適切に設定する必要がある。従来、遠方より変電所内の保護継電器の整定値を一括で変えるようにした発明として、例えば特許文献2に記載されているものがある。 In addition, some protective relays in DC substations have multiple setting values (current values at which a fault is determined to have occurred) stored in memory, and are equipped with a function that allows the setting value to be changed in response to an external command. Setting the setting value too low can cause malfunctions during normal vehicle power operation, while setting it too high can prevent fault currents from being detected, so it is necessary to set the setting value appropriately. Patent Document 2, for example, describes an invention that allows the setting values of protective relays in a substation to be changed simultaneously from a distance.
過去に発生した直流変電所の火災では、直流き電区間の直流電圧(1500V)をき電することができず、列車運行に影響を与えるトラブルが発生することがあった。直流変電所のトラブルによってき電が行えない場合には、当該変電所からき電線を切り離すが、その際に変電所近傍のエアセクション設置箇所において、電位差によるアークが発生する恐れがある。そこで、近年、アークの発生を防止する観点から、セクション短絡用断路器を設けることによって列車運行が可能なき電を可能にする対策が進められている。 In past fires at DC substations, the DC voltage (1500V) in the DC feeding section could not be supplied, resulting in problems that affected train operations. When a problem at a DC substation makes it impossible to supply power, the feeding line is disconnected from the substation, but this can cause an arc due to a potential difference in the air section installed near the substation. Therefore, in recent years, measures have been taken to prevent arcs from occurring by installing section short-circuit disconnectors, which allow power to be supplied so that trains can continue to operate.
また、セクション短絡用断路器を設け、これを投入することにより変電所の停電間合いを広げ、作業時間を充分に確保することができ、それによって安全作業を担保することへの寄与も期待できる。しかし、このような技術を採用した場合には、き電構成が変わることとなるので、隣接する変電所において保護継電器の保護範囲を広げるために保護継電器の整定値を、感度を下げる方向へ変更するとともに、当該変電所での連絡遮断装置の連絡回路構成の変更が必要となるため、何ら対策をしないと、対応にかえって人員と時間がかかるようになってしまうという課題がある。 In addition, by installing and activating a section short-circuit disconnector, it is possible to extend the interval between power outages at the substation, ensuring sufficient time for work, which is expected to contribute to ensuring safe work. However, adopting this technology will change the power supply configuration, which will require changing the protective relay settings at adjacent substations to lower their sensitivity in order to expand the protection range of the protective relays, as well as changing the communication circuit configuration of the communication interrupter at that substation. Therefore, if no measures are taken, the response will end up requiring more manpower and time.
前記特許文献1に記載されている発明は、母線同士のインピーダンス値の比較から事故点の切り離しを行い、影響範囲を最小限にするための保護技術であり、電気鉄道の直流き電システムにおいては、事故点切り離し後は連絡遮断区間の変更や整定値変更が必要となるが、これについての言及がない。また、特許文献2に記載されている発明は、遠方より保護継電器の整定値を一括で変えるための技術を提供するものであり、直流変電所におけるトラブル発生に伴う連絡遮断装置の停止等の変更条件を考慮した自動での整定値変更については記載されていない。 The invention described in Patent Document 1 is a protection technology that isolates fault points by comparing the impedance values of busbars and minimizes the scope of the impact. In electric railway DC power feeding systems, it is necessary to change the section where the fault is cut off or the settings after the fault point is isolated, but there is no mention of this. Furthermore, the invention described in Patent Document 2 provides technology for remotely changing the settings of protective relays all at once, but there is no mention of automatically changing the settings in consideration of changing conditions such as shutting down the cutoff device when a problem occurs at a DC substation.
本発明は上記のような問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、直流変電所におけるトラブルの発生に伴う連絡遮断装置の停止等の変更条件を考慮して自動的に整定値および連絡遮断区間を変更することができ、変更に要する人員と時間をなくすことができる直流変電所の保護システムを提供することにある。 The present invention was developed in response to the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a protection system for DC substations that can automatically change setting values and contact break sections in consideration of changing conditions such as the shutdown of contact breakers due to trouble occurring in DC substations, thereby eliminating the manpower and time required for changes.
本出願に係る発明は、上記課題を解決するため、
対向する直流変電所間において相互に連携する遮断器を連絡遮断するための連絡遮断装置と、前記直流変電所ごとに設けられ地絡電流を検出して遮断器の電極を開放させ事故電流を遮断して事故電流から変電所設備を保護する保護継電器と、を備えた保護システムにおいて、
前記連絡遮断装置は、
所定の条件の成立に基づいて、前記直流変電所間における連絡遮断区間を変更する連絡遮断区間変更手段と、
隣接する直流変電所の保護継電器における整定値を変更させるための整定値変更指令を前記隣接する直流変電所の連絡遮断装置に向けて送信する手段と、
隣接する直流変電所の連絡遮断装置から受信した整定値変更指令を、複数の信号をその信号数よりも少ないビット数のコードに変換する機能を備えた拡張アダプタを介して対応する保護継電器へ送出する手段と、を有し、
前記整定値変更指令を受信した前記保護継電器は、整定値を変更した後に、整定値変更完了信号を対応する前記連絡遮断装置へ出力する手段を有するようにしたものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides:
A protection system comprising a contact breaker device for connecting and breaking circuit breakers interconnected between opposing DC substations, and a protective relay provided at each of the DC substations for detecting a ground fault current and opening electrodes of the circuit breaker to break the fault current, thereby protecting substation equipment from the fault current,
The communication cutoff device is
a disconnection section changing means for changing a disconnection section between the DC substations based on the establishment of a predetermined condition;
a means for transmitting a setting value change command to change a setting value in a protective relay of an adjacent DC substation to a breaker device of the adjacent DC substation;
means for transmitting a setting value change command received from the interlocking breaker of the adjacent DC substation to a corresponding protective relay via an expansion adapter having a function of converting a plurality of signals into a code with a number of bits smaller than the number of the signals;
The protective relay that has received the setting value change command has means for outputting a setting value change completion signal to the corresponding communication cutoff device after changing the setting value.
上記のような構成を有する保護システムによれば、連絡遮断区間を変更する連絡遮断区間変更手段および隣接する変電所の連絡遮断装置から受信した整定値変更指令を対応する保護継電器へ送信する手段を備えるため、変電所が事故による脱落、作業による停止等が発生した場合でも適切に保護を継続することが可能になるとともに、人手を要することなく自動的に整定値および連絡回路の構成を変更することができ、変更に要する人員と時間をなくすことができる。
また、整定値変更指令を、コード変換機能を備えた拡張アダプタを介して保護継電器へ送出する構成であるため、既設の保護システムに適用する場合に、連絡遮断装置に信号変換機能を備えた拡張アダプタを追加することで対応でき、連絡遮断装置を大幅に改造する必要がないので、機能追加に伴うコストアップを抑制することができる。
According to a protection system having the above-described configuration, the system is equipped with a means for changing the connection cutoff section and a means for transmitting a setting value change command received from the connection cutoff device of an adjacent substation to the corresponding protection relay, so that it is possible to continue appropriate protection even if the substation trips due to an accident or is shut down due to work, and the setting values and connection circuit configuration can be changed automatically without the need for manpower, eliminating the manpower and time required for changes.
Furthermore, since the setting value change command is sent to the protective relay via an expansion adapter with a code conversion function, when applied to an existing protection system, it can be accommodated by simply adding an expansion adapter with a signal conversion function to the contact breaking device, and there is no need to significantly modify the contact breaking device, thereby suppressing the increase in costs associated with adding functions.
ここで、望ましくは、
前記直流変電所ごとに、前記変電所設備から直流き電を受けるき電線に設けられたエアセクションと並列にセクション短絡用の断路器が設けられ、
前記連絡遮断区間変更手段は、
前記直流変電所のいずれかにおいて、前記断路器の投入または前記連絡遮断装置の連絡遮断停止のいずれかの条件が成立したときに動作するように構成する。
これにより、いずれかの変電所におけるセクション短絡用の断路器の投入または連絡遮断装置の連絡遮断停止という条件によって、連絡遮断区間変更手段が動作して連絡遮断区間を変更するため、人手を要することなく自動的に連絡遮断区間を変更することができる。また、セクション短絡用の断路器を設け、これを投入することにより、変電所の停電間合いを広げ、作業時間を充分に確保することができる。なお、セクション短絡用の断路器の投入は、変電所内の全ての遮断器が電流遮断になった状態で行われる。
Here, preferably,
a disconnector for section short-circuiting is provided in parallel with an air section provided in a feeder line receiving DC power from the substation equipment for each of the DC substations;
The connection cutoff section changing means
The circuit breaker is configured to operate when a condition for closing the disconnecting switch or a condition for stopping the circuit breaker from cutting off is met in any of the DC substations.
As a result, the disconnection section changing means operates to change the disconnection section depending on the conditions of closing a section short-circuiting disconnecting switch or stopping the disconnection of the disconnection device in any of the substations, so the disconnection section can be changed automatically without requiring human intervention. Also, by providing and closing a section short-circuiting disconnecting switch, it is possible to extend the power outage interval at the substation and ensure sufficient time for work. Note that the closing of a section short-circuiting disconnecting switch is performed when all circuit breakers in the substation are in a current-interrupting state.
さらに、望ましくは、前記連絡遮断区間変更手段は前記断路器の開放または前記連絡遮断装置の連絡遮断再開のいずれかの条件が成立したときに動作するように構成する。
かかる構成によれば、セクション短絡用の断路器の投入または連絡遮断装置の連絡遮断停止によって変更した連絡遮断区間を、人手を要することなく自動的に元に戻すことができる。
Furthermore, preferably, the connection cutoff section changing means is configured to operate when either the condition for opening the disconnector or the condition for restarting connection cutoff by the connection cutoff device is met.
According to this configuration, the disconnected section that has been changed by turning on the disconnector for short-circuiting the section or by stopping the disconnection of the disconnection device can be automatically restored without requiring human intervention.
また、望ましくは、前記隣接する直流変電所の連絡遮断装置は、
前記整定値変更指令を送信した保護継電器から前記整定値変更完了信号を受信しなかった場合に、前記整定値変更完了信号を受信しなかったことを表示する表示手段を有し、
前記整定値変更完了信号を受信しなかったことに応じて前記表示手段を動作させる整定値変更不可信号を出力する手段が、前記拡張アダプタに設けられているように構成する。
かかる構成によれば、保護継電器の整定値の変更が行われなかったことを知ることができ、保護範囲が変更されないまま連絡遮断区間が変更されてしまうのを予防することができる。
Also, preferably, the interconnection breaking device of the adjacent DC substation is
a display means for displaying that the setting value change completion signal has not been received when the setting value change completion signal has not been received from the protective relay that has transmitted the setting value change command;
The expansion adapter is configured to include means for outputting a setting value change disable signal that operates the display means in response to failure to receive the setting value change completion signal.
With this configuration, it is possible to know that the setting value of the protective relay has not been changed, and it is possible to prevent the disconnection section from being changed without changing the protection range.
さらに、本出願の他の発明は、
対向する直流変電所の間において相互に連携する遮断器を連絡遮断するための連絡遮断装置と、前記直流変電所ごとに設けられ地絡電流を検出して遮断器の電極を開放させ事故電流を遮断して事故電流から変電所設備を保護する保護継電器と、を備えた保護システムにおいて、
前記連絡遮断装置は、
隣接する直流変電所の前記連絡遮断装置との間の通信回線の故障を検知する検知手段と、
前記通信回線の故障検知によって整定値変更指令を出力する手段と、
前記整定値変更指令を対応する前記保護継電器に向けて送信する手段と、を有し、
前記整定値変更指令を受信した前記保護継電器は、
整定値を変更した後、整定値変更完了信号を対応する前記連絡遮断装置へ出力する手段を有するようにしたものである。
Furthermore, another invention of the present application is
A protection system comprising: a contact breaker device for connecting and breaking circuit breakers interconnected between opposing DC substations; and a protective relay provided at each of the DC substations for detecting a ground fault current and opening electrodes of the circuit breaker to break the fault current, thereby protecting substation equipment from the fault current,
The communication cutoff device is
a detection means for detecting a failure in a communication line between the communication line and the communication cutoff device of an adjacent DC substation;
means for outputting a setting value change command upon detection of a failure in the communication line;
means for transmitting the setting value change command to the corresponding protective relay;
The protective relay that receives the setting value change command
The device has means for outputting a setting value change completion signal to the corresponding communication cutoff device after changing the setting value.
上記のような構成を有する保護システムによれば、人手を要することなく自動的に整定値および連絡回路の構成を変更することができ、変更に要する人員と時間をなくすことができる。また、連絡遮断装置間の通信回線が故障している場合に、連絡遮断区間変更手段が動作して連絡遮断区間を変更するため、適切でない保護範囲の設定状態でき電が行われるのを回避することができる。 A protection system configured as described above can automatically change the setting values and communication circuit configuration without manual intervention, eliminating the manpower and time required for changes. Furthermore, if the communication line between the communication cutoff devices fails, the communication cutoff section change means operates to change the communication cutoff section, preventing power from being generated due to an inappropriate protection range setting.
また、ここで、望ましくは、前記連絡遮断装置は、
前記整定値変更指令を受信した保護継電器から前記整定値変更完了信号を受信しなかった場合に、前記整定値変更完了信号を受信しなかったことを表示する表示手段と、
前記整定値変更完了信号を受信しなかったことに応じて前記表示手段を動作させる整定値変更不可信号を出力する手段と、を有するように構成する。
かかる構成によれば、保護継電器の整定値の変更が行われなかったことを知ることができるため、保護範囲が変更されないまま連絡遮断区間が変更されてしまうのを予防することができる。
Also, preferably, the communication cutoff device is
a display means for displaying that the setting value change completion signal has not been received when the setting value change completion signal has not been received from the protection relay that has received the setting value change command;
and means for outputting a setting value change disable signal that operates the display means in response to the setting value change completion signal not being received.
With this configuration, it is possible to know that the setting value of the protective relay has not been changed, thereby preventing the disconnection section from being changed without changing the protection range.
本発明に係る直流変電所の保護システムによれば、直流変電所におけるトラブルの発生に伴う連絡遮断装置の停止等の変更条件を考慮して自動的に整定値および連絡遮断区間を変更することができ、変更に要する人員と時間をなくすことができるという効果がある。 The DC substation protection system of the present invention can automatically change the setting values and the section to be cut off in consideration of changing conditions such as the shutdown of the cut-off device due to a problem occurring at the DC substation, thereby eliminating the manpower and time required for making the changes.
以下、図面を参照しながら、本発明に係る直流変電所間の保護システムの一実施形態について詳細に説明する。
図1は本実施形態に係る直流変電所(以下、単に変電所と記す)の保護システムの概略構成を示す図である。図1において、10A,10B,10Cは変電所A,B,Cの変電所設備、W1,W2は変電所設備10Bから直流電力が供給される変電所内直流き電線、W3とW4は変電所設備10Aと10Cから直流電力がそれぞれ供給される変電所内直流き電線である。また、変電所A,B,Cには、変電所設備10A,10B,10Cに対応して連絡遮断装置30A,30B,30Cが設けられている。
Hereinafter, an embodiment of a protection system between DC substations according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Fig. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a protection system for a DC substation (hereinafter simply referred to as a substation) according to this embodiment. In Fig. 1, 10A, 10B, and 10C are substation equipment of substations A, B, and C, W1 and W2 are substation DC feeders to which DC power is supplied from substation equipment 10B, and W3 and W4 are substation DC feeders to which DC power is supplied from substation equipment 10A and 10C, respectively. Substations A, B, and C are also provided with breaker devices 30A, 30B, and 30C corresponding to substation equipment 10A, 10B, and 10C.
図1に示すように、変電所設備10Bには、交流変圧器11a,11b,11c,11d、整流器12a,12b,12c,12d、直流高速度遮断器(以下、遮断器と記す)13a,13b,13c,13dと、直流き電線へ流れる電流を検出する電流検出器14a,14b,14c,14d、電流検出器14a,14b,14c,14dにより変換された電圧に基づいて地絡電流を検出する保護継電器(50F)15が設けられている。
図1に示されている各機器のうち添字a,bが付されているのは常用(通常時用)、添字c,dが付されているのは共用(予備用)であり、常用と共用の機器を切り替えるため、共用側の電流検出器14c,14dと直流き電線W1,W2との間に断路器16a,16bが設けられている。遮断器13aまたは13bが遮断された場合、対応する側の断路器16aまたは16bを投入することで遮断器13c,13dに電流を流し、き電供給を継続して行うことができるように構成されている。なお、変電所設備10A,10Cも上記と同様な構成を有するので、図示および説明を省略する。
As shown in FIG. 1 , substation equipment 10B is provided with AC transformers 11a, 11b, 11c, and 11d, rectifiers 12a, 12b, 12c, and 12d, DC high-speed circuit breakers (hereinafter referred to as circuit breakers) 13a, 13b, 13c, and 13d, current detectors 14a, 14b, 14c, and 14d that detect currents flowing through DC feeders, and a protective relay (50F) 15 that detects a ground fault current based on voltages converted by the current detectors 14a, 14b, 14c, and 14d.
Of the devices shown in Figure 1, those with suffixes a and b are for regular use (normal use), and those with suffixes c and d are for shared use (standby use). To switch between regular and shared use devices, disconnectors 16a and 16b are provided between current detectors 14c and 14d on the shared side and DC feeders W1 and W2. If circuit breaker 13a or 13b is tripped, current flows through circuit breaker 13c or 13d by closing the corresponding disconnector 16a or 16b, thereby enabling continuous power supply. Note that substation equipment 10A and 10C have a similar configuration to that described above, and therefore will not be illustrated or described here.
保護継電器15は、き電区間の事故電流を検出すると遮断器13a~13dを解放させて直流き電線W1,W2へ送出する電流を遮断するように構成されており、保護範囲として変電所から例えば60%以上の距離をカバーするように整定値(遮断器13a~13dを解放させる電流値)が設定されている。
また、保護継電器15は、整定値を記憶するメモリを備えているとともに、外部からの指令に応じて整定値を切り替える機能を備えている。延長き電が行われることで送電区間が延びると保護範囲が変化するため、整定値の変更が必要になるためである。なお、保護継電器15においては、遮断器13a~13dのそれぞれに応じて整定値を別々に設定できるように構成されている。
The protective relay 15 is configured to open the circuit breakers 13a to 13d when it detects a fault current in the feeding section, thereby cutting off the current sent to the DC feeders W1 and W2, and a set value (the current value that opens the circuit breakers 13a to 13d) is set so that the protection range covers, for example, 60% or more of the distance from the substation.
The protective relay 15 is also equipped with a memory for storing setting values, and has the function of switching the setting values in response to external commands. This is because when the transmission section is extended due to extended power feeding, the protection range changes, and it is therefore necessary to change the setting values. The protective relay 15 is configured so that setting values can be set separately for each of the circuit breakers 13a to 13d.
また、図1において、W11,W12は、鉄道軌道に沿って敷設されている軌道内き電線であり、それぞれ一方の端部にB変電所内のき電線W1とW2が接続され、変電所設備10Bから直流き電の供給を受ける。軌道内き電線W11,W12の他端には、それぞれ変電所Aと変電所C内のき電線W3とW4が接続されている。
また、軌道内き電線W11とW12との境界にはエアセクション21が設けられ、このエアセクション21と並列にセクション短絡用断路器22およびその制御装置23が設けられており、セクション短絡用断路器22の開閉に応じてき電線W11とW12とが切断または接続される。
1, W11 and W12 are in-track feeders laid along the railway track, with one end of each connected to feeders W1 and W2 in substation B and receiving DC power from substation equipment 10B. The other ends of the in-track feeders W11 and W12 are connected to feeders W3 and W4 in substation A and substation C, respectively.
An air section 21 is provided at the boundary between the in-track feeders W11 and W12, and a section short-circuiting disconnector 22 and its control device 23 are provided in parallel with this air section 21, and the feeders W11 and W12 are disconnected or connected depending on whether the section short-circuiting disconnector 22 is open or closed.
制御装置23は、図示しない指令所からの断路器投入指令信号を受けてセクション短絡用断路器22を投入し、投入完了信号を連絡遮断装置30Bへ送信するように構成される。図9に、従来の保護システムの構成例を示す。図1と図9とを比較すると分かるように、本実施形態の保護システムにおいては、セクション短絡用断路器22およびその制御装置23と、拡張アダプタ32A,32B,32Cとが追加されているとともに、連絡遮断装置30A,30B,30Cに連遮停止ボタンおよび試験切替えボタンが設けられている点で異なる。 The control device 23 is configured to close the section short-circuit disconnector 22 upon receiving a disconnector closing command signal from a control center (not shown) and to transmit a closing completion signal to the interconnection cutoff device 30B. Figure 9 shows an example of the configuration of a conventional protection system. As can be seen by comparing Figures 1 and 9, the protection system of this embodiment differs in that it adds the section short-circuit disconnector 22, its control device 23, and expansion adapters 32A, 32B, and 32C, and is provided with an interconnection cutoff stop button and a test switch button on the interconnection cutoff devices 30A, 30B, and 30C.
図1に示す保護システムにおいて、変電所Bの何処かで事故が発生し、電流検出器14aまたは14bのいずれかにより地絡電流を検出したとすると、保護継電器15が電流検出器14aまたは14bの出力を受けて動作し、遮断器13a,13bの電極を開放してき電流を遮断する。
このようにすることで事故区間が切り離され、変電所Bで発生した事故が変電所Aや変電所Cの設備に対して与える影響を抑制することができる。
また、変電所B内の遮断器13a,13bが遮断されて変電所設備10Bがき電線から切り離された状態で、制御装置23がセクション短絡用断路器22を投入状態に切り替えると、き電線W11とW12とが接続され、列車運行が可能な延長き電が可能になる。
In the protection system shown in Figure 1, if an accident occurs somewhere in substation B and either current detector 14a or 14b detects a ground fault current, protective relay 15 will operate in response to the output of current detector 14a or 14b, opening the electrodes of circuit breakers 13a and 13b and interrupting the current.
In this way, the fault section is isolated, and the impact of the fault occurring at substation B on the equipment at substations A and C can be reduced.
Furthermore, when the circuit breakers 13a and 13b in the substation B are shut off and the substation equipment 10B is disconnected from the feeder line, the control device 23 switches the section short-circuit disconnector 22 to the on state, and the feeder lines W11 and W12 are connected, enabling extended feeding that enables train operation.
さらに、本実施形態においては、変電所A、B、Cごとに、対向する変電所間において相互に連携して遮断器を連絡遮断するための連絡遮断装置30A,30B,30Cが設けられており、隣接する変電所の連絡遮断装置30A,30B,30C間は光ケーブルのような信号用ケーブル31A,31Bを介して通信が可能に接続されている。そして、連絡遮断装置30A,30B,30C(以下、区別しないときは単に「30」と記す)間の通信によって隣接する変電所の連絡遮断装置30へ保護継電器15による遮断器13の遮断指令を送信したり、対向する変電所の連絡遮断装置30へ保護継電器15の整定値の変更指令を送信したりする。
これにより、隣接する変電所の保護継電器15のどちらかが事故電流を検出すれば、連絡遮断装置30が対向変電所の遮断器の電流を遮断させるとともに、延長き電等で送電区間が延びると保護範囲を広げるため自動で整定値を変更することができる。なお、従来の保護システムでは、このような場合における保護継電器15の整定値の変更は人手で行なっていた。
Furthermore, in this embodiment, each of the substations A, B, and C is provided with a communication interruption device 30A, 30B, or 30C for interconnecting and interrupting the circuit breakers between the opposing substations, and the communication interruption devices 30A, 30B, and 30C of adjacent substations are connected to each other via signal cables 31A and 31B such as optical cables so that communication is possible. Then, through communication between the communication interruption devices 30A, 30B, and 30C (hereinafter simply referred to as "30" when not distinguished), a command to shut off the circuit breaker 13 by the protective relay 15 is sent to the communication interruption device 30 of the adjacent substation, and a command to change the setting value of the protective relay 15 is sent to the communication interruption device 30 of the opposing substation.
As a result, if either of the protective relays 15 of adjacent substations detects a fault current, the interconnection breaker 30 will interrupt the current at the circuit breaker of the opposing substation, and if the transmission section is extended due to an extended power feeder, etc., the setting value can be automatically changed to expand the protection range. In conventional protection systems, the setting value of the protective relay 15 in such cases has had to be changed manually.
また、変電所の点検の際に遮断器13を遮断操作することで、誤って隣接変電所へ遮断指令を送信しないようにするため、当該変電所の連絡遮断装置30の動作を停止させて変電所間の連絡を遮断する連遮停止が行われており、従来の保護システムでは、連遮停止時において、対向する変電所のどちらか一方の変電所の保護継電器15が動作すると、指令所から人による操作で他方の変電所の遮断器13を遮断させていた。
これに対し、本実施形態の保護システムにおいては、連絡遮断装置30に設けられている連遮停止ボタンを操作して連遮停止を行うことで対向変電所の連絡遮断装置30間の通信が遮断されると、連絡遮断装置30が自らの判断で保護継電器15の整定値を、保護範囲を延長する方向へ切り替えるように構成されている。
Furthermore, when a substation is inspected, the circuit breaker 13 is shut off to prevent a shutoff command from being sent to an adjacent substation by mistake, and so an interconnection shutdown is performed in which the operation of the interconnection shutdown device 30 of the substation is stopped to cut off communication between the substations. In conventional protection systems, when an interconnection shutdown occurs and the protective relay 15 of one of the opposing substations operates, the circuit breaker 13 of the other substation is shut off by manual operation from the control center.
In contrast, in the protection system of this embodiment, when communication between the intercommunication cutoff devices 30 of the opposing substations is cut off by operating the intercommunication cutoff stop button provided on the intercommunication cutoff device 30 to stop the intercommunication cutoff, the intercommunication cutoff device 30 is configured to switch the setting value of the protective relay 15 at its own discretion in a direction that extends the protection range.
また、本実施形態においては、き電線から変電所設備を切り離した後に指令所からの指令で制御装置23がセクション短絡用断路器22を投入すると、断路器投入を知らせる信号を対応する変電所の連絡遮断装置30へ送信し、連絡遮断装置30がこの信号を受信すると、隣接する変電所の連絡遮断装置30へ遮断器13の整定値の変更指令を送信するように構成されている。これにより、例えば図1に示す送電システムにおいて、変電所Bが切り離されると、切り離し前は図2(A)に示すように変電所A-B間および変電所B-C間でそれぞれ保護範囲が60%以上となるように整定値1(例えば3000A)が設定されているため、何も対策をしないと図2(B)に示すように保護されない範囲が生じる。 In addition, in this embodiment, when the control device 23 closes the section short-circuit disconnector 22 in response to a command from the control center after disconnecting the substation equipment from the feeder, it transmits a signal informing the corresponding substation of the disconnector closing, and when the disconnector 30 receives this signal, it transmits a command to change the setting value of the circuit breaker 13 to the adjacent substation's disconnector 30. As a result, for example, in the power transmission system shown in Figure 1, if substation B is disconnected, before the disconnection, setting value 1 (e.g., 3000 A) was set so that the protection range between substations A and B and between substations B and C was 60% or more, as shown in Figure 2(A). Therefore, if no measures are taken, an unprotected range will occur, as shown in Figure 2(B).
そこで、切り離し後は図2(C)に示すように変電所A-C間で保護範囲が60%以上となるように整定値2(例えば2500A)が設定される。その結果、各変電所の全送電区間が保護されるようになり、列車運行が可能な延長き電が可能になる。なお、図2において、縦軸は事故電流、横軸は距離であり、同じ大きさの事故電流であっても変電所から離れるに従って保護継電器15から見た電流値が減少することを表わしている。
さらに、本実施形態の連絡遮断装置30は、回線故障検出機能を備え、通信回線の故障を検出すると、自動的に対応する変電所の保護継電器15の整定値を変更するように構成されている。
Therefore, after isolation, setting value 2 (for example, 2500 A) is set so that the protection range between substations A and C is 60% or more, as shown in Figure 2(C). As a result, the entire transmission section of each substation is protected, making it possible to provide extended power feeding that allows train operation. In Figure 2, the vertical axis represents the fault current and the horizontal axis represents the distance, and it shows that even for the same magnitude of fault current, the current value seen from protective relay 15 decreases as the distance from the substation increases.
Furthermore, the communication cutoff device 30 of this embodiment has a line fault detection function, and is configured to automatically change the setting value of the protective relay 15 of the corresponding substation when a fault in the communication line is detected.
また、連絡遮断装置30A,30B,30Cには各々コード変換機能を有する拡張アダプタ32A,32B,32Cが接続されており、拡張アダプタ32A,32B,32Cを介して隣接する変電所の設備10A,10B,10C内の保護継電器15へ整定値の変更指令を送出することができるように構成されている。
さらに、各連絡遮断装置30A,30B,30Cには、試験モードに切り替えるための試験切替えスイッチおよびその操作ボタンが設けられており、この試験切替えスイッチを投入すると隣接する変電所の連絡遮断装置との間の通信を確認する機能や、試験モード中における連絡遮断指令および整定値変更指令を無効にする機能を備えている。
In addition, expansion adapters 32A, 32B, and 32C having code conversion functions are connected to the contact cutoff devices 30A, 30B, and 30C, respectively, and are configured to be able to send setting value change commands to protective relays 15 in equipment 10A, 10B, and 10C of adjacent substations via the expansion adapters 32A, 32B, and 32C.
Furthermore, each of the communication interruption devices 30A, 30B, and 30C is provided with a test switch and an operation button for switching to test mode, and when this test switch is turned on, it has the function of checking communication with the communication interruption device of an adjacent substation, and the function of invalidating communication interruption commands and setting value change commands during test mode.
次に、本実施形態の連絡遮断装置30の特徴であるセクション短絡用断路器22の投入開放すなわち延長き電に伴う保護継電器15の整定値の変更による保護範囲の延長機能、連遮停止の際の整定値の変更機能、回線故障検出時の整定値の変更機能について、図3~図5を用いて順に説明する。
図3には、変電所内のトラブルでセクション短絡用断路器22が投入された場合の動作が示されている。
図3(A)は、各変電所A,B,Cからそれぞれき電線W11,W12へ電流が送出されている変電所脱落前の状態を表わしており、変電所A,B,Cの遮断器13の整定値は隣接する変電所までの区間の60%を保護する値(例えば3000A)に設定されている。
Next, the following features of the interconnection cutoff device 30 of this embodiment will be described in order using Figures 3 to 5: the function of extending the protection range by changing the setting value of the protective relay 15 when the section short-circuit disconnector 22 is turned on or off, i.e., when an extended power feed occurs; the function of changing the setting value when an interconnection cutoff is stopped; and the function of changing the setting value when a line fault is detected.
FIG. 3 shows the operation when the section short-circuiting disconnector 22 is turned on due to a problem in the substation.
Figure 3 (A) shows the state before a substation trips, in which current is being sent from each of substations A, B, and C to feeders W11 and W12, respectively. The setting values of circuit breakers 13 at substations A, B, and C are set to a value (e.g., 3000 A) that protects 60% of the section up to the adjacent substation.
この状態で、変電所内の事故等で変電所Bが脱落して遮断器13が解放され、指令所から制御装置23へ断路器投入指令信号が送信されると、制御装置23がセクション短絡用断路器22を投入状態に切り替える。すると、図3(B)に丸付き数字1~4で示すように、先ず制御装置23から連絡遮断装置30Bへ、セクション短絡用断路器22が投入されたことを示す信号が入力され(ステップ1)、連絡遮断装置30Bがこの信号を受けると、隣接するA,Cの変電所の連絡遮断装置30A,30Cへ整定値変更指令を送信する(ステップ2)。
すると、連絡遮断装置30A,30Cが対応する保護継電器15A,15Cへ整定値を変更する指令を送信する(ステップ3)。そして、保護継電器15A,15Cが整定値を、保護範囲を広げるような値(例えば2500A)に変更した後に、整定値変更完了信号を連絡遮断装置30A,30Cへ返送する(ステップ4)。これにより、連絡遮断装置30Bは応動確認を行うことができる。
In this state, when an accident or the like occurs within the substation and substation B trips, the circuit breaker 13 is released, and a disconnecting switch closing command signal is sent from the command center to the control device 23, the control device 23 switches the section short-circuiting disconnecting switch 22 to the closed state. Then, as shown by circled numbers 1 to 4 in Figure 3(B), a signal indicating that the section short-circuiting disconnecting switch 22 has been closed is first input from the control device 23 to the interconnection breaker device 30B (step 1), and when the interconnection breaker device 30B receives this signal, it transmits a setting value change command to the interconnection breakers 30A and 30C of the adjacent substations A and C (step 2).
Then, the intercom breaker devices 30A, 30C send a command to the corresponding protective relays 15A, 15C to change the setting value (step 3). Then, after the protective relays 15A, 15C change the setting value to a value that widens the protection range (for example, 2500 A), they return a setting value change completion signal to the intercom breaker devices 30A, 30C (step 4). This allows the intercom breaker device 30B to perform response confirmation.
その後、変電所A,Cが延長き電を行うとともに連絡遮断区間が変更され、連絡遮断装置30Aと30Cとの間で通信を行う状態となる。このとき、連絡遮断装置30Bは、通信の中継器として機能する。そして、この状態で変電所AまたはCのいずれかで事故電流を検出して保護継電器15Aまたは15Cが遮断器を解放させると、連絡遮断装置30Aまたは30Cが対向する連絡遮断装置30Cまたは30Aへ連絡遮断指令を送信する。
また、投入された上記断路器22が開放されると、連絡遮断装置30Bは隣接する変電所A,Cの連絡遮断装置30A,30Cへ整定値を元に戻す変更指令を送信し、保護継電器の保護範囲の変更(縮小)と連絡遮断区間の変更が行われる。
After that, substations A and C perform extended power feeding, the cutoff section is changed, and communication begins between cutoff devices 30A and 30C. At this time, cutoff device 30B functions as a communication repeater. In this state, if a fault current is detected at either substation A or C and protective relay 15A or 15C opens the circuit breaker, cutoff device 30A or 30C transmits a cutoff command to the opposing cutoff device 30C or 30A.
In addition, when the disconnector 22 is opened, the communication interruption device 30B sends a change command to the communication interruption devices 30A and 30C of the adjacent substations A and C to restore the set value, and the protection range of the protective relay is changed (reduced) and the communication interruption section is changed.
図4には、変電所の点検作業で連遮停止を行う場合の動作状態の変化が示されている。
図4(A)は、各変電所A,B,Cからそれぞれき電線W11,W12へ電流を送出している作業前の状態を表わしており、変電所A,B,Cの遮断器13の整定値は隣接する変電所までの区間の60%を保護する値(例えば3000A)に設定されている。
この状態で、変電所B内の設備の点検等のために変電所設備10B内の遮断器13の電極を解放させてから、連絡遮断装置30Bに設けられている連遮停止ボタンを押すと、図4(B)に示すように、連絡遮断装置30Bが隣接するA,Cの変電所の連絡遮断装置30A,30Cへ整定値変更指令を送信する(ステップ1)。
FIG. 4 shows the change in the operating state when a continuous interruption and shutdown is performed during inspection work at a substation.
FIG. 4(A) shows the state before work, in which current is being sent from each of substations A, B, and C to feeders W11 and W12, respectively, and the setting values of circuit breakers 13 at substations A, B, and C are set to a value (e.g., 3000 A) that protects 60% of the section up to the adjacent substation.
In this state, when the electrodes of the circuit breaker 13 in the substation equipment 10B are released for the purpose of inspecting the equipment in the substation B, etc., and then the interlock stop button provided on the interlocking device 30B is pressed, the interlocking device 30B sends a setting value change command to the interlocking devices 30A and 30C of the adjacent substations A and C, as shown in Figure 4 (B) (Step 1).
すると、連絡遮断装置30A,30Cが対応する保護継電器15A,15Cへ整定値を変更する指令を送信する(ステップ2)。そして、保護継電器15A,15Cが整定値を、図2(C)に示すように保護範囲が広がるような値(例えば2500A)に変更した後に、整定値変更完了信号を連絡遮断装置30A,30Cへ返送し、連絡遮断装置30Bが応動確認を行う(ステップ3)。
その後、変電所Bの連絡遮断装置30Bが動作を停止して、図4(C)に示すように、連絡遮断装置30A,30Cとの間で通信が行えない連遮停止状態となる。
また、連遮停止スイッチがオフされて連絡遮断が再開されると、連絡遮断装置30Bは隣接する変電所A,Cの連絡遮断装置30A,30Cへ整定値を元に戻す変更指令を送信し、保護継電器の保護範囲の変更(縮小)と連絡遮断区間の変更が行われる。
Then, the intercom breaker devices 30A, 30C send a command to the corresponding protective relays 15A, 15C to change the setting value (step 2). Then, after the protective relays 15A, 15C change the setting value to a value (e.g., 2500 A) that widens the protection range as shown in Fig. 2(C), they return a setting value change completion signal to the intercom breaker devices 30A, 30C, and the intercom breaker device 30B confirms the response (step 3).
Thereafter, the communication cutoff device 30B of the substation B stops operating, and as shown in FIG. 4C, the communication cutoff device 30B enters a cutoff stop state in which communication cannot be performed between the communication cutoff devices 30A and 30C.
In addition, when the interconnection stop switch is turned off and interconnection interruption resumes, the interconnection interruption device 30B sends a change command to the interconnection interruption devices 30A and 30C of the adjacent substations A and C to restore the setting value, and the protection range of the protective relay is changed (reduced) and the interconnection interruption section is changed.
図5には、通信回線故障が発生した場合の動作状態の変化が示されている。
図5(A)は、各変電所A,B,Cからそれぞれき電線W11,W12へ電流が送出し、連絡遮断装置30A,30B,30C間の通信が正常に行われている状態を表わしており、変電所A,B,Cの遮断器13の整定値は隣接する変電所までの区間の60%を保護する値(例えば3000A)に設定されている。
この状態で、連絡遮断装置30A,30B,30C間の通信が行えなくなると、連絡遮断装置30A,30B,30Cは各々通信回線の故障を検出する。すると、図5(B)に示すように、連絡遮断装置30A、30B,30Cは、それぞれ自変電所の対応する保護継電器15A,15B,15Cへ整定値を変更する指令を送信して、保護継電器15A,15Cの整定値を、保護範囲を広げるような値(例えば2500A)に変更する。
FIG. 5 shows the change in operating state when a communication line failure occurs.
Figure 5 (A) shows a state in which current is sent from each of substations A, B, and C to feeders W11 and W12, respectively, and communication between the interconnection breakers 30A, 30B, and 30C is normal, and the setting values of the circuit breakers 13 of substations A, B, and C are set to a value (e.g., 3000 A) that protects 60% of the section up to the adjacent substation.
In this state, if communication between the interconnection cutoff devices 30A, 30B, and 30C becomes impossible, the interconnection cutoff devices 30A, 30B, and 30C will each detect a failure in the communication line. As a result, as shown in Figure 5(B), the interconnection cutoff devices 30A, 30B, and 30C will send a command to change the setting value to the corresponding protective relays 15A, 15B, and 15C of their own substations, changing the setting value of the protective relays 15A and 15C to a value (e.g., 2500A) that expands the protection range.
前記連絡遮断装置30A,30B,30Cは、例えばマイクロプロセッサ(MPU)のようなプログラム方式の演算処理装置およびROM(読出し専用メモリ)やRAM(随時読出し書込み可能なメモリ)のような記憶手段からなる演算制御部と、信号を入出力する入出力手段、他の装置との間で信号を送受信する通信手段などを備えた一般的なコンピュータ装置(PC)と同様な構成を有する装置により構成することができる。上述した処理は、連絡遮断装置30A,30B,30CのMPUがメモリに格納されているプログラムを実行することによって行われる。
なお、本実施形態の連絡遮断装置30に追加された前述したような機能は、1枚の基板上に上記追加機能を有するように構成された回路基板を装置の空きスロットに挿入するとともに、コード変換機能を有する拡張アダプタ32を接続することで実現するように構成されており、これによって、既設の連絡遮断装置30を大幅に改良することなく本発明を適用することができ、機能追加に伴うコストアップを抑制することができる。
The communication cutoff devices 30A, 30B, and 30C can be configured by a device having a configuration similar to that of a general computer device (PC), which is equipped with a programmable arithmetic processing unit such as a microprocessor (MPU) and storage means such as ROM (read only memory) and RAM (randomly readable and writable memory), input/output means for inputting and outputting signals, communication means for transmitting and receiving signals to and from other devices, etc. The above-mentioned processing is performed by the MPU of the communication cutoff devices 30A, 30B, and 30C executing a program stored in the memory.
The above-mentioned functions added to the communication cutoff device 30 of this embodiment are realized by inserting a circuit board configured to have the above-mentioned additional functions on a single board into an empty slot in the device and connecting an expansion adapter 32 with code conversion function.This allows the present invention to be applied without significantly improving existing communication cutoff devices 30, and reduces the cost increase associated with adding functions.
次に、連絡遮断装置30の演算制御部により上記機能を実現するための処理手順の一例を、図6に示すフローチャートを用いて説明する。
図6に示すように、連絡遮断装置30の演算制御部は、先ず自変電所の保護継電器15から遮断器13を開放したことを示す遮断実行信号を受信したか否か判定する(ステップS1)。そして、遮断実行信号を受信した(YES)と判定すると、ステップS2へ進み、隣接する変電所の連絡遮断装置30へ遮断器を開放して電流の遮断を指令する連絡遮断指令信号を送信する。このとき、自変電所の保護継電器15が上り側の遮断器を開放したなら上り方面の隣接変電所の連絡遮断装置30へ連絡遮断指令を送信し、自変電所の保護継電器15が下り側の遮断器を開放したなら下り方面の隣接変電所の連絡遮断装置30へ連絡遮断指令を送信する。
Next, an example of a processing procedure for realizing the above function by the arithmetic and control unit of the communication cutoff device 30 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
6 , the calculation control unit of the interconnection breaker device 30 first determines whether or not it has received a tripping execution signal indicating that the circuit breaker 13 has been opened from the protective relay 15 of its own substation (step S1). If it determines that it has received the tripping execution signal (YES), it proceeds to step S2 and transmits an interconnection break command signal to the interconnection breaker device 30 of the adjacent substation to open the circuit breaker and interrupt the current. At this time, if the protective relay 15 of its own substation opens the circuit breaker on the upstream side, it transmits an interconnection break command to the interconnection breaker device 30 of the adjacent substation on the upstream side, and if the protective relay 15 of its own substation opens the circuit breaker on the downstream side, it transmits an interconnection break command to the interconnection breaker device 30 of the adjacent substation on the downstream side.
その後、演算制御部は、隣接する変電所の連絡遮断装置30から連絡遮断指令を受信しているか否か判定する(ステップS3)。そして、連絡遮断指令を受信した(YES)と判定すると、ステップS4へ進み、自変電所の保護継電器15へ遮断器を開放して電流の遮断を指令する連絡遮断指令信号を送信する。このとき、上り方面の隣接変電所の連絡遮断装置30から連絡遮断指令を受信したなら上り側の遮断器を開放させる連絡遮断指令信号を送信し、下り方面の隣接変電所の連絡遮断装置30から連絡遮断指令を受信したなら下り側の遮断器を開放させる連絡遮断指令信号を送信する。 Then, the calculation control unit determines whether a communication disconnection command has been received from the communication disconnection device 30 of an adjacent substation (step S3). If it determines that a communication disconnection command has been received (YES), it proceeds to step S4 and transmits a communication disconnection command signal to the protective relay 15 of its own substation, instructing it to open the circuit breaker and interrupt the current. At this time, if a communication disconnection command has been received from the communication disconnection device 30 of an adjacent substation on the upstream side, it transmits a communication disconnection command signal to open the circuit breaker on the upstream side, and if a communication disconnection command has been received from the communication disconnection device 30 of an adjacent substation on the downstream side, it transmits a communication disconnection command signal to open the circuit breaker on the downstream side.
次に、演算制御部は、自変電所に対応するセクション短絡用断路器22の投入信号を受信しているか否か判定する(ステップS5)。そして、断路器投入信号を受信した(YES)と判定すると、ステップS7へ進み、上り方面と下り方面の両方の隣接変電所の連絡遮断装置30へ整定値変更指令を送信する。また、ステップS5で断路器投入信号を受信していない(NO)と判定すると、ステップS6へ進み、連遮停止スイッチがオンされたか否か判定する。そして、連遮停止スイッチがオンされた(YES)と判定すると、ステップS7へ進み、上り方面と下り方面の両方の隣接変電所の連絡遮断装置30へ整定値変更指令を送信した後、動作を停止する。 The calculation control unit then determines whether it has received a closing signal for the section short-circuit disconnector 22 corresponding to its own substation (step S5). If it determines that a disconnector closing signal has been received (YES), it proceeds to step S7 and sends a setting value change command to the interconnection breaker devices 30 of both the upstream and downstream adjacent substations. If it determines in step S5 that a disconnector closing signal has not been received (NO), it proceeds to step S6 and determines whether the interconnection breaker stop switch has been turned on. If it determines that the interconnection breaker stop switch has been turned on (YES), it proceeds to step S7 and sends a setting value change command to the interconnection breaker devices 30 of both the upstream and downstream adjacent substations, and then stops operation.
ステップS6で連遮停止スイッチがオンされていない(NO)と判定すると、演算制御部は、ステップS8へ進んで、隣接変電所の連絡遮断装置30との間の通信回線をチェックし、通信回線に異常があるか否か判定する(ステップS9)。ここで、通信回線に異常がある(YES)と判定すると、ステップS11へ進み、拡張アダプタ32へ回線故障信号を出力する。このとき、上り方面の隣接変電所の連絡遮断装置30との間の通信異常を検知したなら上り側の回線故障を示す信号を出力し、下り方面の隣接変電所の連絡遮断装置30との間の通信異常を検知したなら下り側の回線故障を示す信号を出力する。 If it is determined in step S6 that the interlocking stop switch is not on (NO), the calculation control unit proceeds to step S8, where it checks the communication line with the interlocking device 30 of the adjacent substation, and determines whether there is an abnormality in the communication line (step S9). If it determines that there is an abnormality in the communication line (YES), it proceeds to step S11, where it outputs a line fault signal to the expansion adapter 32. At this time, if a communication abnormality with the interlocking device 30 of the adjacent substation in the upstream direction is detected, it outputs a signal indicating an upstream line fault, and if a communication abnormality with the interlocking device 30 of the adjacent substation in the downstream direction is detected, it outputs a signal indicating a downstream line fault.
一方、ステップS9で通信回線に異常がない(NO)と判定すると、ステップS10へ進んで、隣接変電所の連絡遮断装置30から整定値変更指令を受信したか否か判定する。そして、整定値変更指令を受信した(YES)と判定すると、ステップS11へ進み、拡張アダプタ32へ感度変更信号を出力する。このとき、上り方面の隣接変電所の連絡遮断装置30から整定値変更指令を受信したなら下り側の感度変更を示す信号を出力し、下り方面の隣接変電所の連絡遮断装置30から整定値変更指令を受信したなら上り側の感度変更を示す信号を出力する。その後、ステップS1へ戻って上記処理を繰り返す。 On the other hand, if step S9 determines that there is no abnormality in the communication line (NO), the process proceeds to step S10, where it is determined whether a setting value change command has been received from the communication interruption device 30 of an adjacent substation. If it determines that a setting value change command has been received (YES), the process proceeds to step S11, where a sensitivity change signal is output to the expansion adapter 32. At this time, if a setting value change command has been received from the communication interruption device 30 of an adjacent substation on the upstream side, a signal indicating a sensitivity change on the downstream side is output, and if a setting value change command has been received from the communication interruption device 30 of an adjacent substation on the downstream side, a signal indicating a sensitivity change on the upstream side is output. Then, the process returns to step S1, and the above process is repeated.
図7には、連絡遮断装置30と拡張アダプタ32と保護継電器15との間で入出力される信号の具体例が示されている。
図7に示すように、連絡遮断装置30から拡張アダプタ32へは、感度変更指令(整定値指定)に関する4つの信号1Z~4Zと、上り方面の感度変更指令信号、下り方面の感度変更指令信号、上り方面の回線故障を示す信号、下り方面の回線故障を示す信号が入力される。これらの信号のうち1Z~4Zは既存のシステムと同じ信号で、他の信号は新規の信号である。4つの信号1Z~4Zがあるのは、上りと下り、常用と共用の4つの遮断器13a~13dに対応して、それぞれに対して整定値を指定するためである。
FIG. 7 shows a specific example of signals input and output between the contact cutoff device 30, the expansion adapter 32, and the protective relay 15.
As shown in Figure 7, four signals 1Z to 4Z related to sensitivity change commands (setting value designation), an uplink sensitivity change command signal, a downlink sensitivity change command signal, a signal indicating a line fault in the uplink direction, and a signal indicating a line fault in the downlink direction are input from the contact breaker device 30 to the expansion adapter 32. Of these signals, 1Z to 4Z are the same signals as in the existing system, while the other signals are new signals. The four signals 1Z to 4Z are present so that setting values can be designated for each of the four uplink and downlink, regular and shared circuit breakers 13a to 13d.
上記信号1Z~4Zは、それぞれ例えば論理「0」の場合に整定値1を指示し、論理「1」の場合に整定値2を指示する信号である。
また、連絡遮断装置30から保護継電器15へ、上り側の遮断器の切断を指令する信号と下り側の遮断器の切断を指令する信号を直接出力し、保護継電器15は遮断器の切断が終了すると遮断実行信号を、また遮断器の整定値変更が完了すると整定値完了信号を連絡遮断装置30へ返すように構成されている。
The signals 1Z to 4Z are signals that indicate setting value 1 when they are logic "0" and setting value 2 when they are logic "1", for example.
In addition, the communication cutoff device 30 directly outputs a signal to the protective relay 15 to command the disconnection of the upstream side circuit breaker and a signal to command the disconnection of the downstream side circuit breaker, and the protective relay 15 is configured to return a cutoff execution signal to the communication cutoff device 30 when the disconnection of the circuit breaker is completed, and a setting value completion signal when the change of the circuit breaker setting value is completed.
拡張アダプタ32は、上記8つの1ビット信号を4ビットのバイナリコード信号1ZC~4ZCに変換して保護継電器15へ出力する。保護継電器15は、整定値を正常に変更すると変更完了を示す変更応答信号を拡張アダプタ32へ返信する。また、拡張アダプタ32は、故障判定機能を有しており、感度変更指令信号を出力した後、保護継電器15から変更応答信号が返って来ない場合には、装置故障信号を出力して表示器33に「故障」を表示するように構成されている。 The expansion adapter 32 converts the eight 1-bit signals into 4-bit binary code signals 1ZC to 4ZC and outputs them to the protective relay 15. When the protective relay 15 successfully changes the setting value, it sends a change response signal to the expansion adapter 32 indicating that the change has been completed. The expansion adapter 32 also has a fault detection function, and is configured to output a device fault signal and display "fault" on the display 33 if a change response signal is not returned from the protective relay 15 after outputting a sensitivity change command signal.
図8には、拡張アダプタ32の入力と出力の関係を示すコード表の一例が示されている。図8のコード表において、「Zなし」とは個々の遮断器を指定せず全遮断器が対象であることを、「1Z」~「4Z」は遮断器13a~13dのいずれかを指定していること、「通常整定」とは保護範囲の狭い整定値1(常用)を設定することを、「拡大」とは保護範囲の広い整定値2(共用)を設定することを意味している。つまり、図8のコード表において、4Z~1Zおよび4ZC~1ZCの欄の「0」は保護範囲が通常(拡大なし)であることを意味し、「1」は保護範囲の拡大を意味する。また、「上り/下り方面感度変更・回線故障」の欄の「1」は、感度変更または回線故障の条件が成立していることを意味し、「0」は条件が成立していないことを意味する。一番右側の欄の「HEX」は、4ビットの出力コード1ZC~4ZCを16進数で表わした場合の値である。 Figure 8 shows an example of a code table showing the relationship between the input and output of the expansion adapter 32. In the code table in Figure 8, "No Z" indicates that all circuit breakers are targeted without specifying an individual circuit breaker; "1Z" through "4Z" indicate that any of circuit breakers 13a through 13d are targeted; "Normal Setting" indicates that setting value 1 (normal use), which has a narrow protection range, is set; and "Expanded" indicates that setting value 2 (shared), which has a wide protection range, is set. In other words, in the code table in Figure 8, "0" in the 4Z through 1Z and 4ZC through 1ZC columns indicates that the protection range is normal (no expansion), and "1" indicates that the protection range is expanded. Furthermore, "1" in the "Upstream/Downstream Sensitivity Change/Line Fault" column indicates that the sensitivity change or line fault conditions are met, and "0" indicates that the conditions are not met. The "HEX" in the rightmost column indicates the hexadecimal value of the 4-bit output codes 1ZC through 4ZC.
また、図7に示すように、上り/下り感度変更指令信号と上り/下り回線故障信号は別々の信号であるが、上り感度変更指令信号と上り回線故障信号に対して同じ出力コードを生成し、下り感度変更指令信号と下り回線故障信号に対して同じ出力コードを生成するため、図8においては、感度変更指令と回線故障を上りと下りでそれぞれ統合して、上り方面感度変更回線故障信号と下り方面感度変更回線故障信号として示している。なお、図8のコード表は、一例であってこれに限定されるものではない。 Also, as shown in Figure 7, the uplink/downlink sensitivity change command signal and the uplink/downlink line fault signal are separate signals, but the same output code is generated for the uplink sensitivity change command signal and the uplink line fault signal, and the same output code is generated for the downlink sensitivity change command signal and the downlink line fault signal. Therefore, in Figure 8, the sensitivity change command and line fault are integrated for the uplink and downlink, respectively, and shown as the uplink sensitivity change line fault signal and the downlink sensitivity change line fault signal. Note that the code table in Figure 8 is an example and is not limited to this.
また、拡張アダプタ32には、当該アダプタを使用するかしないかを指示するためのスイッチSWが設けられており、スイッチSWが投入されると上記コード変換動作を行い、スイッチSWが投入されていない場合には、連絡遮断装置30からの信号1Z~4Zをそのまま保護継電器15へ出力するように構成されている。
なお、拡張アダプタ32は、複数のリレーと、PLC(プログラマブルロジックコントローラ)と呼ばれる任意の論理機能を有するリレー回路を構築することが可能な機器とによって構成することができる
The expansion adapter 32 is also provided with a switch SW for indicating whether or not to use the adapter. When the switch SW is turned on, the code conversion operation is performed, and when the switch SW is not turned on, the signals 1Z to 4Z from the contact cutoff device 30 are output directly to the protective relay 15.
The expansion adapter 32 can be configured with a plurality of relays and a device called a PLC (programmable logic controller) that can configure a relay circuit having any logic function.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、変電所内の遮断器13の遮断指令を連絡遮断装置30から対応する保護継電器15へ直接送出し遮断実行信号を保護継電器15から連絡遮断装置30へ送出するように構成しているが、これらの信号も上記拡張アダプタ32を介して送受信するように構成しても良い。
また、上記実施形態では、連絡遮断装置30が整定値の変更完了信号を受信しなかったことに応じて前記表示器33を動作させる信号を出力する手段を拡張アダプタ32に設けているが、このような手段を連絡遮断装置30に設けるようにしても良い。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, in the above-described embodiments, the interruption command for the circuit breaker 13 in the substation is directly sent from the intercom system interrupter 30 to the corresponding protective relay 15, and the interruption execution signal is sent from the protective relay 15 to the intercom system interrupter 30. However, these signals may also be sent and received via the expansion adapter 32.
In addition, in the above embodiment, the expansion adapter 32 is provided with a means for outputting a signal to operate the display 33 in response to the communication cut-off device 30 not receiving a setting value change completion signal, but such a means may also be provided in the communication cut-off device 30.
さらに、上記実施形態では、保護継電器15の整定値が2段階に設定可能に構成されているが、3段階以上に設定可能に構成しても良い。
また、上記実施形態では、エアセクション21と並列に設けられた断路器22を遠隔操作で動作させることができるように構成しているが、手動型の断路器を使用しても良く、その場合には制御装置23の代わりに断路器の投入状態を検知する検知器を設けて、その検知信号を対応する連絡遮断装置30へ断路器投入信号として供給するように構成しても良い。
Furthermore, in the above embodiment, the setting value of the protective relay 15 is configured to be settable in two stages, but it may be configured to be settable in three or more stages.
In addition, in the above embodiment, the circuit breaker 22 arranged in parallel with the air section 21 is configured to be able to be operated remotely, but a manual circuit breaker may also be used, in which case a detector that detects the on state of the circuit breaker may be provided instead of the control device 23, and the detection signal may be supplied to the corresponding communication cut-off device 30 as a circuit breaker on signal.
10A,10B,10C 変電所設備
11a,11b,11c,11d 交流変圧器
12a,12b,12c,12d 整流器
13a,13b,13c,13d 直流高速度遮断器
14a,14b,14c,14d 電流検出器
15 保護継電器
16a,16b 断路器
21 エアセクション
22 セクション短絡用断路器
23 制御装置
30,30A,30B,30C 連絡遮断装置
31A,31B 信号用ケーブル
32,32A,32B,32C 拡張アダプタ
33 表示器
W1,W2 変電所内直流き電線
W11,W12 軌道内直流き電線
10A, 10B, 10C Substation equipment 11a, 11b, 11c, 11d AC transformer 12a, 12b, 12c, 12d Rectifier 13a, 13b, 13c, 13d DC high-speed circuit breaker 14a, 14b, 14c, 14d Current detector 15 Protective relay 16a, 16b Disconnecting switch 21 Air section 22 Section short-circuit disconnecting switch 23 Control device 30, 30A, 30B, 30C Interconnection breaker 31A, 31B Signal cable 32, 32A, 32B, 32C Expansion adapter 33 Display W1, W2 DC feeder in substation W11, W12 DC feeder in track
Claims (5)
前記直流変電所ごとに、前記変電所設備から直流き電を受けるき電線に設けられたエアセクションと並列にセクション短絡用の断路器が設けられており、
前記連絡遮断装置は、
所定の条件の成立に基づいて、前記直流変電所間における連絡遮断区間を変更する連絡遮断区間変更手段と、
隣接する直流変電所の保護継電器における整定値を変更させるための整定値変更指令を前記隣接する直流変電所の連絡遮断装置に向けて送信する手段と、
隣接する直流変電所の連絡遮断装置から受信した整定値変更指令を、複数の信号をその信号数よりも少ないビット数のコードに変換する機能を備えた拡張アダプタを介して対応する保護継電器へ送出する手段と、を有し、
前記整定値変更指令を受信した前記保護継電器は、整定値を変更した後に、整定値変更完了信号を対応する前記連絡遮断装置へ出力する手段を有し、
前記連絡遮断区間変更手段は、
前記直流変電所のいずれかにおいて、前記断路器の投入または前記連絡遮断装置の連絡遮断停止のいずれかの条件が成立したときに動作することを特徴とする保護システム。 A protection system comprising: a contact breaker device for connecting and breaking circuit breakers interconnected between opposing DC substations; and a protective relay provided at each of the DC substations for detecting a ground fault current and opening electrodes of the circuit breaker to break the fault current, thereby protecting substation equipment from the fault current,
a disconnector for section short-circuiting is provided in parallel with an air section provided in a feeder line receiving DC power from the substation equipment for each of the DC substations;
The communication cutoff device is
a disconnection section changing means for changing a disconnection section between the DC substations based on the establishment of a predetermined condition;
a means for transmitting a setting value change command to change a setting value in a protective relay of an adjacent DC substation to a breaker device of the adjacent DC substation;
means for transmitting a setting value change command received from the interlocking breaker of the adjacent DC substation to a corresponding protective relay via an expansion adapter having a function of converting a plurality of signals into a code with a number of bits smaller than the number of the signals;
The protective relay that has received the setting value change command has means for outputting a setting value change completion signal to the corresponding communication cutoff device after changing the setting value,
The connection cutoff section changing means
A protection system characterized by being activated when a condition for either closing the disconnecting switch or stopping the disconnection of the disconnection device is met in any of the DC substations .
前記整定値変更指令を送信した保護継電器から前記整定値変更完了信号を受信しなかった場合に、前記整定値変更完了信号を受信しなかったことを表示する表示手段を有し、
前記整定値変更完了信号を受信しなかったことに応じて前記表示手段を動作させる整定値変更不可信号を出力する手段が、前記拡張アダプタに設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の保護システム。 The interconnection breaking device of the adjacent DC substation,
a display means for displaying that the setting value change completion signal has not been received when the setting value change completion signal has not been received from the protective relay that has transmitted the setting value change command;
3. The protection system according to claim 1, wherein the expansion adapter is provided with a means for outputting a setting value change impossible signal that causes the display means to operate in response to failure to receive the setting value change completion signal.
前記連絡遮断装置は、
隣接する直流変電所の前記連絡遮断装置との間の通信回線の故障を検知する検知手段と、
前記通信回線の故障検知によって整定値変更指令を出力する手段と、
前記整定値変更指令を対応する前記保護継電器に向けて送信する手段と、を有し、
前記整定値変更指令を受信した前記保護継電器は、
整定値を変更した後、整定値変更完了信号を対応する前記連絡遮断装置へ出力する手段を有することを特徴とする保護システム。 A protection system comprising: a contact breaker device for connecting and breaking circuit breakers interconnected between opposing DC substations; and a protective relay provided at each of the DC substations for detecting a ground fault current and opening electrodes of the circuit breaker to break the fault current, thereby protecting substation equipment from the fault current,
The communication cutoff device is
a detection means for detecting a failure in a communication line between the communication line and the communication cutoff device of an adjacent DC substation;
means for outputting a setting value change command upon detection of a failure in the communication line;
means for transmitting the setting value change command to the corresponding protective relay;
The protective relay that receives the setting value change command
A protection system comprising means for outputting a setting value change completion signal to the corresponding communication cutoff device after changing a setting value.
前記整定値変更指令を受信した保護継電器から前記整定値変更完了信号を受信しなかった場合に、前記整定値変更完了信号を受信しなかったことを表示する表示手段と、
前記整定値変更完了信号を受信しなかったことに応じて前記表示手段を動作させる整定値変更不可信号を出力する手段と、
を有することを特徴とする請求項4に記載の保護システム。 The communication cutoff device is
a display means for displaying that the setting value change completion signal has not been received when the setting value change completion signal has not been received from the protection relay that has received the setting value change command;
means for outputting a setting value change disable signal for operating said display means in response to failure to receive said setting value change completion signal;
5. The protection system of claim 4, further comprising:
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